Nem titok, csak hosszú.
A lényeg: vákuumnak azt nevezzük általában, ahol nincsenek részecskék. Így a részecske fogalma nékül nem lehet vákuumról beszélni a szokásos értelemben.
Na most egy Minkowski téridöben vákuumban (gravitáció nélkül) gyorsuló megfigyelö egy höfürdöben találja magát. Vagyis körülötte (nem virtuális, valódi!) részecskék rohangálnak, és a hömérséklet arányos a gyorsulással (szokásos gyorsulások esetén rendkívül kicsi).
A speciális relativitás elve kimondja, hogy minden inerciarendszer egyenértékü. Ezzel nincs is gond, a vákuum ugyanis minden inerciarendszerben üres, nincs benne részecske. Ezért a részecskeszám az egy abszolút dolog. Az, hogy 0, 3 vagy 55 foton van jelen, minden inerciális megfigyelö számára egyértelmü.
Az általános relativitás elve azonban minden koordinátarendszer egyenértéküségét mondja ki. Ez kell az ekvivalenci elvéhez, gyorsuló koordinátarendszer ekvivalens homogén gravitációs térrel, és minden gravitációs tér lokálisan (egy pont elég kis környezetében) egyenértékü egy gyorsuló koordinátarendszerrel.
Viszont akkor ebböl következik, hogy ha már gravitáció nélkül sem abszolút a részecskeszám és a vákuum fogalma gyorsuló koordinátarendszereket is megengedve, akkor gravitáció jelenlétében még kevésbé lesz az. Vagyis az, hogy vannak-e jelen részecskék és hányan, függ a vonatkoztatási rendszertöl. Ezért ez nem lehet egy fizikailg abszolút fogalom.
Szerencsére a kvantumtérelmélet tud ebböl kiutat, ezért lehet görbült téridön is kvantumtérelméletet üzni. A kvantumtérelméletben ugyanis mezök vannak. A részecskék csak származtatott fogalmak, a mezök kvantumait jelölik, ami azt jelenti, hogy pl. sík Minkowski téridöben, inerciális koordinátarendszerben a mezöt kifejtve rezgési (Fourier) módusok szerint, a rendszer Hilbert-terének állapotai jellemezni lehet azzal, hogy melyik módus mennyire van gerjesztve. Ezeket a gerjesztéseket értelmezzük részecskéknek. Sík téridöben, inerciarendszerben tehát értelmes a kvantumtérelméleti rendszer állapotait úgy tekinteni, mint részecskék együttesét. Más körülmények között ez nem feltétlenül meg, ettöl még a kvantumtérelméleti formalizmus értelmes marad és használható.
Használják is, ebböl lehet kiszámolni pl. a fekete lyukak Hawking-féle sugárzását.
|